新教材2023年高中物理第11章电路及其应用1电源和电流课件新人教版必修第三册

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第十一章　电路及其应用1．电源和电流目标体系构建【课程标准】1．了解形成电流的条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场。2．理解电流的定义和定义式，知道电流的单位和方向的规定。3．知道恒定电流的概念。【素养目标】课前预习反馈 　　　电源1．定义：如图所示，能把________从A搬运到B的装置。其中A、B为电源的两个________。2．作用：使电路中的电流能够________存在。电子　知识点 1电极　持续　　　　恒定电流1．恒定电场：稳定分布的电荷所产生的________的电场。2．自由电荷定向运动的平均速率特点：在恒定电场的作用下，自由电荷________运动，在运动中与导体内不动的粒子不断________，阻碍了自由电荷的定向运动，结果是大量自由电荷定向运动的平均速率不随________变化。3．定义：大小、方向都不随________变化的电流。稳定　知识点 2定向　碰撞　时间　时间　4．电流(1)物理意义：描述电流____________的物理量。(2)表达式：I＝______。(3)方向规定：把__________定向移动的方向规定为电流的方向。(4)单位：在国际单位制中，电流的单位是________，简称______，符号是______，常用的电流单位还有：毫安(mA)和微安(μA)，它们与安培的关系是：1 mA＝10－3A、1 μA＝10－6A。强弱程度　正电荷　安培　安　A　『判一判』(1)电源能把其他形式的能转化为电能。 (　　)(2)必须有电源，自由电荷才能在电路中移动。 (　　)(3)恒定电场就是匀强电场。 (　　)(4)恒定电场形成后电路中的电荷不再发生移动。 (　　)(5)因为电流有大小又有方向，所以电流是矢量。 (　　)(6)通过导体截面的电荷量越多，电流越大。 (　　)(7)电流的方向与电荷定向移动的方向相同。 (　　)√　×　×　×　×　×　×　『选一选』(2022·新疆喀什市特区高级中学高一期末)下列关于电流方向的说法中，正确的是 (　　)A．电流的方向规定为自由电子定向移动的方向B．电流的方向规定为正电荷定向移动的方向C．在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相同D．在电解液中，电流的方向与正离子定向移动的方向相反B　解析：物理学中把电流的方向规定为正电荷定向移动的方向，B正确，A错误； 自由电子带负电，故在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反，C错误；在电解液中，电流的方向与正离子定向移动的方向相同，D错误。『想一想』雷鸣电闪时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光，但持续极短的时间，而手电筒的小灯泡却能持续发光。这是为什么？答案：雷电是云层间或云层与地之间的电压达到一定值时将空气击穿所产生的放电现象，所形成的电流是瞬时电流。手电筒中因为电源的作用，小灯泡中有持续电流故持续发光。课内互动探究探究如图所示，电路接通时灯泡发光，在电路中形成电流，请思考：在电路中产生持续电流应具备什么条件？提示：电路中有电源且电路闭合。对电流的理解情景导入1．电源(1)电源的定义：电源是不断把电子从正极搬运到负极从而维持正、负极之间存在一定电势差的装置。(2)电源的作用：从电荷移动的角度看，电源的作用就是移送电荷，能把电子从电源正极搬运到电源负极，保持电源正、负极间有一定的电压，使导体中有持续的电流。要点提炼2．电流的形成：(1)形成原因：电荷的定向移动。(2)形成条件：导体两端有电压。(3)电路中产生持续电流的条件：电路中有电源且电路闭合。3．电流的方向规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，金属导体中自由移动的电荷是自由电子，故电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。【注意】(1)电流虽然有方向，但是它是标量，其计算遵循代数运算法则。(2)在外电路中电流方向由电源正极流向负极，在电源内部电流方向由电源负极流向正极。典例剖析　　　　　关于电流，下列叙述正确的是 (　　)A．只要将导体置于电场中，导体内就有持续电流B．电源的作用可以使电路中有持续电流C．导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有移动D．只要将电源连接到物体两端，物体中就会有电流思路引导：深入理解电源的作用和电流形成的条件是处理该类问题的关键。B　典题1解析：导体置于电场中，达到静电平衡后没有电流，故A项错误；导体两端存在持续的电压，导体中才有持续的电流，电源能提供持续的电压，可以使电路中有持续电流，故B项正确；导体中没有电流时，电荷在做无规则的热运动，没有定向移动，故C项错误；将电源连接到绝缘物体两端，物体中不会有电流，故D项错误。对点训练1．(2022·云南罗平县第五中学高二期中)下列说法正确的是 (　　)A．导体中电流的方向就是电荷定向移动的方向B．导体中电流一定是自由电子定向移动形成的C．产生电流的条件是导体两端存在电压D．通过导体横截面的电荷量越多，电流强度一定越大C　探究如图所示，在装有导电液体的细管中，有正、负两种电荷向相反的方向运动，在时间t内通过细管某截面的正电荷为q1，通过此截面的负电荷为q2。电流大小的计算情景导入你能确定通过导电液体中电流的大小和方向吗？要点提炼典例剖析　　　　　(2022·上海市金山中学高二上学期期中)某电解池中，如果在1 s内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过面积为0.1 m2的某截面，那么通过这个截面的电流是 (　　)A．0 B．0.8 AC．1.6 A D．3.2 AD　典题2对点训练2．(多选)(2022·河北邯郸一中高二学业考试)如图所示，电解池内有一价的电解液，t时间内通过溶液内截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，以下解释中正确的是 (　 　)A．正离子和负离子定向移动形成的电流方向都是从A→BB．电解液内正、负离子向相反方向移动，电流抵消AD　核心素养提升电流的微观解释1．建立模型如图所示，AB表示粗细均匀的一段导体，两端加一定的电压，导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v，设导体的长度为L，横截面积为S，导体每单位体积内的自由电子数为n，每个自由电子的电荷量为e。3．结论由此可见，从微观上看，电流的大小不仅取决于导体中单位体积内的自由电子数、每个自由电子的电荷量，定向移动速率的大小，还与导体的横截面积有关。　　　　(多选)(2022·广东省台山市华侨中学高二上学期期中)横截面积为S的导线中通有电流I，已知导线每单位体积中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量是e，自由电子定向移动的速率是v，则在时间Δt 内通过导线横截面的电子数是 (　 　)A．nSvΔt B．nvΔt　　　　AC　案例解析：①根据电流的定义式可知，在Δt内通过导线横截面的电荷量q＝IΔt，②自由电子定向移动的速率是v，因此在时间Δt内，位于以横截面为底、长l＝vΔt的这段导线内的自由电子都能通过横截面，如图所示，这段导线的体积V＝Sl＝SvΔt，所以Δt内通过横截面的自由电子数为N＝nV＝nSvΔt。综上可知，A、C正确。课堂达标检测1．(2022·河南省创新发展联盟高二下学期联考)关于电流，下列说法正确的是 (　　)A．电流有方向，因此电流是矢量B．电荷定向移动的方向就是电流的方向C．只要电流方向不变就可称其为恒定电流D．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大D　2．(2022·新疆喀什市特区高级中学高一期末)关于电源，下列说法正确的是 (　　)A．电源的作用是为电路不断创造自由电荷B．电源内部只有电场力做功C．电源是能把电子从正极搬运到负极的装置D．以上均不正确解析：电源的作用是将负电荷从电源的正极搬运到负极，或者将正电荷从电源的负极搬运到正极，电荷是不可能创造出来的，A错误； 电源内部除了电场力做功，还有非静电力做功，B错误；电源是能把电子从正极搬运到负极的装置，C正确；由于选项C正确，故D错误。C　3．(2022·云南瑞丽市第一民族中学高二阶段练习)北京正负电子对撞机的储存环是长为240 m的圆形轨道，某时刻测得环中的电流强度为10 mA，已知这时正在环中运行的电子有5×1011个，电子电荷量为－1.6×10－19 C，则可估算出这时电子的速率约为 (　　)A．3×108 m/s B．3×107 m/sC．9×107 m/s D．9×106 m/sB　4．(2022·陕西省南郑中学高二上学期期中)非洲电鳐的捕猎方式是放电电死猎物，它放电的电压可达100 V，电流50 A，每秒钟放电150次，其放电情况可近似看作如图规律放电。则放电1秒钟非洲电鳐放出的电荷量为 (　　)A．25 C B．50 C　　C．150 C D．250 CA